PHẦN 4 LƯỢNG NƯỚC TRONG KHÍ HYDROCACBON Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thường bão hoà hơi nước và hàm lượng hơi nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần
Trang 1
PHẦN 4 LƯỢNG NƯỚC TRONG KHÍ HYDROCACBON
Khí đồng hành và khí thiên nhiên khai thác từ lòng đất thường bão hoà hơi nước và hàm lượng hơi nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗn hợp khí Mỗi một trạng thái của hệ sẽ tương ứng với hàm lượng hơi nước cực đại có thể có nhất định Hàm lượng ẩm tương ứng với hơi nước bão hoà tối đa được gọi là cân bằng
Người ta phân chia độ ẩm của khí thành độ ẩm tương đối và tuyệt đối
- Độ ẩm tuyệt đối (g/m3, kg/ triệu m3): là khối lượng hơi nước thực tế có trong một đơn vị thể tích khí hoặc đơn vị khối lượng mỗi điều kiện áp suất, nhiệt độ Đơn vị là g/m3 hoặc g/kg khí
− Độ ẩm bão hòa (g/m3, kg/ triệu m3) : là lượng hơi nước tối đa có thể tồn tại trong một thể tích khí tại mỗi điều kiện của hệ
− Độ ẩm tương đối (RH) (%) : là tỷ lệ giữa khối lượng hơi nước thực tế và lượng hơi nước tối
đa (bão hoà) Có nghĩa là tỷ lệ giữa độ ẩm tuyệt đối trên trên độ ẩm bão hoà, đơn vị là % hay phần đơn vị
− Nhiệt độ điểm sương (oC) : là nhiệt độ tại áp suất cho trước mà tại đó hơi nước bắt đầu ngưng tụ
Để thuận tiện trong việc xác định nhanh lượng hơi nước trong hỗn hợp khí, thông thường ngừơi
ta sử dụng các đồ thị lượng hơi nước bão hòa phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ đối với khí thiên nhiên có hàm lượng H2S, CO2 nhỏ và tỉ trọng là 0,6 Khi tỉ trọng của khí lớn hơn 0,6 hay khi có các muối trong nước thì hàm lượng ẩm tra từ đồ thị này cần phải nhân tương ứng với hệ số Cg hoặc Cs Khi tỉ trọng khí và hàm lượng muối tăng thì lượng hơi nước trong khí sẽ giảm (trong điều kiện giống nhau) Khi hỗn hợp khí có mặt H2S, CO2 hàm lượng đáng kể thì hàm lượng ẩm thực tế sẽ cao hơn, khi có mặt N2 thì hàm lượng ẩm thực tế lại giảm
Trang 2
Prepared by Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page 74
Hình 4.1 Đồ thị lượng hơi nước bão hòa trong hỗn hợp gas
Trang 3
Trong hệ thống công nghệ nếu có hiện tượng ngưng tụ nước tư do do lượng hơi nước vượt quá lượng hơi nước bão hoà thì có thể sảy ra hiện tượng hydrat tạo ra các tinh thể rắn giống như ice dễ đóng cục gây tắc thiết bị, hay di chuyển với vận tốc cực lớn phá huỷ thiết bị, ngoài ra nước tự do có thể kết hợp với H2S, CO2 tạo ra các axit ăn mòn thiết bị
Khi hỗn hợp khí có mặt H2S, CO2 thì hàm lượng ẩm bão hoà tính như sau:
W = yWhc + yH2SWH2S + yCO2WCO2
Trong đó Whc là lượng hơi nước tính được do tra bảng
y phần mol của các hydrocacbon
WH2S lượng hơi nước gia tăng do H2S tra đồ thị hình 4.2
yH2S phần mol của H2S
WCO2 lượng hơi nước gia tăng do CO2 tra đồ thị hình 4.3
yCO2 phần mol của CO2
đôi khi người ta còn qui đổi %CO2 sang H2S theo công thức %H2S (qui đổi) = %H2S + 0,75*%CO2
sau đó dùng đồ thị hình 4.4 tra ra hệ số nhân lượng hơi ẩm r
khi đó W = rWhc
Ví dụ: ước lượng hơi nước bão hoà của khí hydrocacbon có γ = 0,6 có chứa 5% H2S và 20% CO2 tại 60oC và 10000kpa
Giải:
W = yWhc + yH2SWH2S + yCO2WCO2
y phần mol của các hydrocacbon = 0,75
Phương pháp dùng qui đổi %CO2 sang H2S theo công thức
%H2S(qui đổi) = %H2S + 0,75*%CO2 = 5+0,75x20= 20%
sau đó dùng đồ thị hình 4.4 tra ra hệ số nhân lượng hơi ẩm r = 1,1
Trang 4
Prepared by Hà quốc Việt pro Eng gas comp platform page 76
Hình 4.2 Đồ thị tra lượng nước do có mặt H2S
Hình 4.3 Đồ thị tra lượng nước do có mặt CO2
Trang 5
Hình 4.4 Đồ thị tra hệ số nhân r
